Physically-based Simulation in Computer Graphics (PhysSim)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Physically-based Simulation in Computer Graphics)

Lehrveranstaltungen:

• • Physically-based Simulation in Computer Graphics
    (Vorlesung, Tobias Günther, Mi, 12:15 - 13:45, 00.151-113)
  • Tutorials to Physically-based Simulation in Computer Graphics
    (Übung, Tobias Günther, Mo, 14:30 - 16:00, 00.151-113)

Empfohlene Voraussetzungen:

Es wird empfohlen, folgende Module zu absolvieren, bevor dieses Modul belegt wird:

Interaktive Computergraphik (SS 2021)
Algorithmik kontinuierlicher Systeme (SS 2021)
Computergraphik-VU (WS 2020/2021)

Inhalt:

Um den nötigen Grad an Realismus zu erreichen, werden physikalisch-basierte Simulationen eingesetzt. Ausgehend von Differenzialgleichungen und numerischen Verfahren für deren Lösung, betrachten wir in dieser Vorlesung eine Reihe von Algorithmen, mit denen sich physikalisch-basierte Simulationen umsetzen lassen. Unter anderem betrachten wir:

• numerische Verfahren zur Zeit-Integration

• die Simulation von Feder-Masse-Modellen

• Starrkörpersimulation

• deformierbare Objekte

• Fluidsimulationen
  

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden:

• lernen numerische Verfahren zur Zeit-Integration an praktischen Beispielen anzuwenden

• identifizieren die Eigenschaften von Bewegungseschreibungen

• listen die Zustandsvariablen, die für die eine Bewegungsbeschreibung notwendig sind, und leiten die zugehörigen Bewegungsgleichungen her

• erklären unterschiedliche Methoden der Starrkörpersimulation

• bilden formale Deformationsbeschreibungen und deren geometrische Repräsentationen aufeinander ab

• erklären die Annahmen, die für Fluid-Simulationsmethoden getroffen werden

• ordnen nötige Randbedingungen gemäß Simulationszielen zu

• sind in der Lage, die vorgestellten Algorithmen der physikalisch-basierten Simulation in C++ zu implementieren
  

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Computational Engineering (Master of Science)
   (Po-Vers. 2016w | TechFak | Computational Engineering (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Informatik | Physically-based Simulation in Computer Graphics)
2. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Technische Wahlmodule | Physically-based Simulation in Computer Graphics)
3. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
   (Po-Vers. 2008 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Informatik | Physically-based Simulation in Computer Graphics)
4. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
   (Po-Vers. 2013 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Informatik | Wahlpflichtbereich Informatik | Physically-based Simulation in Computer Graphics)
5. Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer))
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer)) | Vertiefung Informatik I und II | Vertiefungsmodul Graphische Datenverarbeitung | Physically-based Simulation in Computer Graphics)
6. Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer))
   (Po-Vers. 2013 | TechFak | Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer)) | Vertiefung Informatik I und II | Vertiefungsrichtung Graphische Datenverarbeitung | Physically-based Simulation in Computer Graphics)
7. Informatik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2009s | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsrichtung Graphische Datenverarbeitung | Physically-based Simulation in Computer Graphics)
8. Informatik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2009w | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsrichtung Graphische Datenverarbeitung | Physically-based Simulation in Computer Graphics)
9. Informatik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich | Säule der anwendungsorientierten Vertiefungsrichtungen | Vertiefungsrichtung Graphische Datenverarbeitung | Physically-based Simulation in Computer Graphics)
10. Mathematik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | Module des Nebenfachs | Nebenfach Informatik | Vertiefungsmodule | Vertiefungsrichtung Graphische Datenverarbeitung | Physically-based Simulation in Computer Graphics)
11. Mathematik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2019w | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | weitere Module der Bachelorprüfung | Module des Nebenfachs | Nebenfach Informatik | Vertiefungsmodule | Vertiefungsrichtung Graphische Datenverarbeitung | Physically-based Simulation in Computer Graphics)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Physically-based Simulation in Computer Graphics (Prüfungsnummer: 33851)

Prüfungsleistung, elektronische Prüfung mit MultipleChoice, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 2.5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Klausur in elektronischer Form mit einem Anteil im Antwort-Wahl-Verfahren

Prüfungssprache: Englisch

Erstablegung: WS 2021/2022, 1. Wdh.: SS 2022

1. Prüfer:

Tobias Günther

Ort: Cauerstr. 11, Room 01.115-128Ort: Cauerstr. 11, Room 01.115-128

Tutorials to Physically-based Simulation in Computer Graphics (Prüfungsnummer: 33852)

Studienleistung, Übungsleistung, unbenotet, 2.5 ECTS

weitere Erläuterungen:
Übung/Praktikum: 50% der Programmierpunkte
Umfang: ca. fünf freiwillige Programmieraufgaben zur Vorbereitung und ein praktisches Teamprojekt über die Dauer von 2 Monaten

Prüfungssprache: Englisch

Erstablegung: WS 2021/2022, 1. Wdh.: SS 2022

1. Prüfer:

Tobias Günther